الكيمياء

مجموعات العناصر التي يتألف منها “الجدول الدوري”

1996 معالجة مياه الفضلات الصناعية

أ.د أحمد فيصل أصفري

KFAS

الجدول الدوري العناصر الكيمياء

قام ماندلييف، ومن بعده موزلي، بترتيب العناصر الموجودة في الطبيعة بصورة دورية، تبعاً للتدرج في أعدادها الذرية (أي عدد البروتونات الموجودة في نواة كل عنصر)، بحيث تقع العناصر المتشابهة تحت بعضها البعض في أعمدة أو مجموعات أو فصائل أو عائلات.

بينما تقع العناصر الموجودة بجانب بعضها أفقياً في دورات، وقد دعي هذا الجدول بالجدول الدوري. من مزايا هذا الجدول، أنه يتماشى مع تكافؤ العناصر.

يمثل الشكل (أ – 5) الجدول الدوري للعناصر والذي يضم (105) عناصر تقع في سبع مجموعات، بالإضافة إلى مجموعة الصفر، أو مجموعة الغازات الخاملة، نشرحها بإيجاز فيما يلي:

 

1- الهيدروجين H-H:

وهو جزيء ثنائي الذرية، وأخف العناصر على الإطلاق. يسلك سلوك الفلزات باتحاده مع اللافلزات (كبريت الهيدروجين H2S، كلورايد الهيدروجين HCl، حمض الكربونيك H2CO3، حمض النتريك HNO3). كما يسلك سلوك اللافلزات باتحاده مع الفلزات، كما في هايدرايد الصوديوم NaOH، وهايدرايد الكالسيوم CaH2، وهايدرايد الألمنيوم الصوديومي NaAlH4.

 

2- المجموعة الأولى (IA) أو عائلة المعادن القلوية

تضم عناصر (الليثيوم – الصوديوم – البوتاسيوم – الروبيديوم – السيزيوم – الفرانسيوم). تحوي ذراتها الكتروناً واحداً. أهم ما تتصف به هذه المجموعة، هو تشكيل ماءات (هيدروكسيد)، شديدة القلوية، ووضوح صفاتها المعدنية وخواصها المرجِعة.

معظم مركباتها ذات بنية أيونية (1+)، وعناصرها ذات حجم ذري كبير، قليلة الكثافة، ودرجات انصهارها منخفضة.

وجميعها فلزات نشطة كيميائياً، ولا توجد بشكل حر في الطبيعة. يمكن الحصول عليها بالتحليل الكهربائي لمحاليلها أو لمصاهير أملاحها:

 

ومع الهالوجينات لتعطي الهاليدات:

ومع النتروجين لتعطي النتريدات:

 

ومع الكربون لتعطي الكاربيدات:

ومع الهيدروجين لتعطي الهايدرايدات:

 

ومع الكبريت لتعطي السلفايد:

كما تتفاعل مع أكاسيد القلويات، ونتريداتها، وكاربيداتها، وهيدرايداتها مع الماء لتعطي الهيدروكسايدات المناظرة:

 

3- المجموعة الثانية (IIA) أو مجموعة المعادن القلوية الترابية

تضم عناصر، (البريليوم – المغنيزيوم – الكالسيوم – السترونسيوم – الباريوم – الراديوم).

تشكل مركبات تأخذ فيها درجة الأكسدة + 2 أي تكافؤها ثنائي موجب، وتحوي ذراتها الكترونين في طبقتها الخارجية.

وهي فلزات عالية درجة الانصهار، وتوجد بوفرة في الطبيعة في عدة خامات، أهمها كربونات الكالسيوم.

 

من المركبات القلوية الترابية الهامة:

– الماءات أو الهيدروكسايدات (عملية الإطفاء):

– الكبريتات:

– الكربونات:

 

تتفاعل مع الماء، فتطلق الهيدروجين، والهيدروكسايد المناظر:

 

هذه المركبات غير ثابتة، تتفاعل مع الماء، لتكون الهيدروكسايدات المناظرة:

عند وجود أيونات الكالسيوم أو المغنيزيوم في الماء، تضفي عليه خاصة رديئة هي العسارة التي توجد على نوعين:

– عسارة مؤقتة، ويتم التخلص منها بغلي الماء، فتتحول البيكاربونات الذائبة إلى كربونات غير ذائبة:

– عسارة دائمة، ويتم التخلص منها بإضافة، كربونات الصوديوم (صودا الغسيل) إلى الماء العسِر، فتترسب أيونات الكالسيوم:

 

4- مجموعة العناصر الانتقالية:

وهي كافة العناصر الموجودة بين المجموعتين (II A) و (III A).

وتعد مجموعاتها فصائل ثانوية، لتمييزها عن الفصائل النموذجية، حيث يضاف الحرف B إلى الرقم المميز لكل مجموعة أو فصيلة ثانوية.

تحتوي عناصر هذه المجموعات على ثلاثة الكترونات في طبقاتها الخارجية. عدد هذه المجموعات عشرة، تبدأ في الدور الرابع بالسكانديوم، وتنتهي في الدور السادس بالزئبق، وتسمى كل فصيلة باسم العنصر في الدور الأعلى الذي تبدأ به.

جميع العناصر الانتقالية معادن، ويمكن لها أن تشكل مركبات عدة بدرجات أكسدة مختلفة. من بينها مجموعة الفلزات النقودية، ذات الحجم الذري الصغير، والكثافة الكبيرة، ودرجات الانصهار العالية. كلها فلزات ذات نشاط كيميائي ضئيل. تكافؤها أحادي موجب، وبعضها ثنائي موجب أو ثلاثي موجب.

 

5- المجموعة الثالثة (III A):

تضم عناصر، (البورون – الألمنيوم – الغاليوم – الأنديوم – الثاليوم). يبدأ في هذه الفصيلة الانتقال من الخاصة المعدنية إلى الخاصة اللامعدنية.

 

6- المجموعة الرابعة (IV A):

تضم عناصر (الكربون – السيليكون – الجرمانيوم – القصدير – الرصاص). يظهر في هذه المجموعة بوضوح الانتقال من الصفة الحمضية إلى الصفة القاعدية من أعلى إلى أسفل المجموعة، تحوي عناصر هذه المجموعة أربعة إلكترونات في داراتها الخارجية.

منها فلزات، ولا فلزات، وأشباه فلزات. تتميز بمقدرتها على الارتباط بنفسها وبغيرها، عن طريق الرابطة المشتركة. من هذه المجموعة ما هو ذو تكافؤ ثنائي أو رباعي (+2، +4). لأفراد هذه المجموعة استخدامات مهمة، ومتعددة في الصناعة.

 

7- المجموعة الخامسة (V A):

تضم عناصر (النتروجين – الفوسفور – الزرنيخ – الانتموان – البزموت). تحوي ذرات عناصر هذه المجموعة خمسة الكترونات في طبقتها الخارجية، ويظهر فيها انتقال تام من الخواص اللامعدنية إلى الخواص المعدنية بازدياد العدد الذري، أو الوزن الذري لعناصرها.

8- المجموعة السادسة (VI A):

تضم عناصر (الأوكجسين – الكبريت – السيلينيوم – التللوريوم – البولونيوم)، وهي من العناصر اللامعدنية.

 

9- المجموعة السابعة أو مجموعة الهالوجينات (VII A) أو مولدات الأملاح:

تضم عناصر (الفلور – الكلور – البروم – اليود – الاستاتين). وهي عناصر ذات كهرسلبية عالية، وتجنح إلى أخذ درجات أكسدة سالبة.

تحوي ذرات هذه العناصر سبعة إلكترونات في داراتها الخارجية، وهي كلها لافلزات (لا معادن). عناصر هذه المجموعة سامة جداً، وتوجد على هيئة جزيئات ثنائية الذرات.

تكافؤها بشكل عام أحادي سالب ()، ويمكن أن يكون لها تكافؤات موجبة (+3، +5، +7). الهالوجينات نشطة كيميائياً، لكن نشاطها يتضاءل بازدياد أعدادها الذرية.

 

تتحد مع الهيدروجين، كما أنها تذوب في الماء مكونة أحماضاً، كما تتحد مع الأوكسجين معطية الأحماض الأوكسي هالوجينية.

كذلك تتحد مع اللافلزات (الفوسفور، الكبريت …) منتجة هالوجينات لا فلزية، وتتحد مع الفلزات (الصوديوم، الفضة) منتجة هاليدات الفلزات المناظرة. تعد الهالوجينات عوامل مؤكسدة فعالة ويعتبر الفلور أقواها.

تذوب الهالوجينات في الماء معطية الأحماض المناظرة:

كما تتفاعل مع القواعد الباردة لإنتاج الأملاح المناظرة:

أما إذا كانت القواعد ساخنة، فتتفاعل معها كما يلي:

 

10- مجموعة الصفر أو مجموعة الغازات الخاملة (النبيلة)

وهي غازات أحادية الذرة موجودة في الغلاف الجوي، تحضّر بالتقطير المجزأ للهواء المسيّل، ولا تبدي نشاطاً كيميائياً يذكر

مجلة العلوم
‫‪الهرمونات الجنسية  تفسر سبب إصابة الرجال أكثر بالفيروس
قلم:       ميريديث وادمان
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
في يناير ذكرت إحدى أولى النشرات العلمية عن المصابين بفيروس كورونا المستجد  Novel coronavirus في ووهان بالصين، أن ثلاثة من كل أربعة أدخلوا المستشفى كانوا ذكورًا. ومنذ ذلك الوقت أكدت بيانات من مختلف أنحاء العالم أن الرجال يواجهون خطرًا أكبر للإصابة بمرض شديد أو الوفاة، وأن الأطفال مستَثْنَوْن بشكل كبير. مؤخرًا، توصل العلماء الذين يبحثون في الكيفية التي يؤدي  الفيروس بها إلى الوفاة ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪دراسات كبيرة تذوي آمال عقار الهيدروكسي كلوروكوين
قلم:      كاي كوبفرشميدت
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
تغطية مجلة ساينس Science لأخبار كوفيد-19 يدعمها مركز بوليتزر Pulitzer Center.
عبر ضباب مزاعم الاستغلال، والأمل، والمبالغة في الدعاية، والتسييس الذي يكتنف الدواء هيدروكسي كلوروكوين Hydroxychloroquine، دواء لعلاج الملاريا Malaria الذي أعلن عنه كعلاج لمرض كوفيد-19 COVID-19، تبدأ حاليا الصورة العلمية بالتجلي.
الهيدروكسي كلوروكوين الذي أثنى عليه رؤساء كمعجزة شفائية محتملة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪الإشكاليات الطبية لمرض كوفيد 19
. جمال المطر اختصاصي في أمراض الأذن والأنف والحنجرة، الكويت
تعد الكائنات الحية الدقيقة والفيروسات من العوامل الممرضة الشائعة للإنسان، ويتميز بعضها عن بعض بعدد من الخصائص والسمات. فبعض الفيروسات يصيب النباتات وبعضها يصيب الحيوانات، وهناك أنواع تصيب الإنسان مسببة له أمراضاً متنوعة مثل متلازمة عوز نقص المناعة المكتسبة الإيدز، والتهاب الكبد الفيروسي، والحصبة. ويشهد العالم حاليا أول جائحة يسببها فيروس كورونا الذي ينتمي إلى فصيلة فيروسات واسعة ... (قراءة المقال)
‫‪مجرة درب التبانة و جيرانها
لسلام عليكم .. في كثير من حلقات البرنامج السابقة تكلمنا عن اهم عناصر المجموعة الشمسية التي نعيش فيها من كواكب و أقمار و كيوكبات و احزمة .. و انتهينا بشرح عن بلوتو و حدود المجموعة الشمسية .. ولكن هذه المجموعة تقع و تدور ضمن كيان و محيط اكبر .. و هي المجرة التي نعيش فيها و تحوي الملايين و الملايين من النجوم المشابهة لشمسنا و غيرها من الشموس و نطلق عليها درب التبانة .. في هذه الحلقة سنسافر في رحلة كونية بعيدة نتعرف فيها على بنية المجرة و مكوناتها ... (قراءة المقال)
أخبار العلوم
‫‪التعديل الوراثي التخلّقي يصل إلى الحمض النووي الريبي
قلم: كين غاربر، في شيكاغو بولاية إلينوي
ترجمة: صفاء كنج
انتقلت فكرة تأثير الواسمات الكيميائية في الجينات على تعبيرها الخارجي دون تغيير تسلسل الحمض النووي اختصاراً: الحمض DNA من كونها مسألة مفاجئة في الماضي إلى أن صارت مادة مقبولة تُدرس في الكتب.
ظاهرة التعديل الوراثي التخلقي Epigenetics، وصلت إلى الحمض النووي الريبي المرسال اختصاراً: الجزيء mRNA، وهو الجزيء الذي يحمل المعلومات الوراثية من الحمض النووي إلى مصانع تصنيع البروتين في ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪هل تنجح هيئة الخدمات الصحية في مشروع تتبع الاتصالات الذي تعده؟
جرّب الفرع الرقمي لهيئة الخدمات الصحية الوطنية اختصاراً: الفرع NHSX تطبيقا App سيخبرك ما إذا خالطت أي شخص ظهرت عليه أعراض كوفيد -19. ولكن ما هي التكلفة المترتبة على خصوصيتك جراء ذلك؟
إن أحد التحديات الكبيرة التي تطرحها مكافحة فيروس كوفيد-19 COVID-19 هو أنه معدٍ قبل ظهور أي أعراض على الأشخاص المصابين به. ويمكن أن يساعد تتبع الأشخاص الذين اختلطوا بالمصاب على الحد من انتشار الفيروس، من خلال معرفة عدد الأشخاص الذين ربما نقل إليهم المريض ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪من خارج هذا العالم
وب بانينو Rob Banino @robertbanino صحفي مستقل يعمل في بريستول
الحياة على المريخ أعالي البحار، الجزيرة الكبيرة، هاواي، الولايات المتحدة الأمريكية
بذلة الفضاء ليست أول ما يخطر في ذهن أي شخص يزور هاواي. هذا إلا إذا كان سيقضي ثمانية أشهر في موئل هاواي لاستكشاف الفضاء بالتناظر والمحاكاة Hawaii Space Exploration Analog and Simulation اختصاراً: الموئل HI-SEAS على بركان ماونا لوا. ويتيح الموئل HI-SEAS للباحثين دراسة كيفية تعامل الناس مع ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪تكسي طائر من هيونداي وأوبر S-A1 AIR TAXI
ل هذا طائر؟ أم هي طائرة؟ لا، إنها مركبة جوية شخصية Personal Air Vehicle. طوّرت S-A1 شركةُ هيونداي Hyundai، وهي مصممة للإقلاع عموديّاً ثم التبديل إلى الوضع الأفقي أثناء الطيران، قبل الهبوط عموديّاً من جديد. وقد تحمل المركبة التي عُرضت كمفهوم في المعرض CES أربعة ركاب إضافة إلى طيار، مع سرعة ملاحة تصل إلى 290 كم/ساعة وتحلق على ارتفاعات من 300 إلى 600 متر. هل هي آمنة؟ زودتها هيونداي بمراوح زائدة عن الحاجة «للتأكد من أن أي عطل في المحرك لن يحطم ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪الروبوتات المختصة بالخدمة
كزت الابتكارات على امتداد فترة طويلة على جعلنا أكثر ارتباطاً ببعضنا بعضاً. وها نحن في الوقت الحالي، صرنا أكثر ارتباطاً بأشيائنا. ولم تعد الأدوات المنزلية مجرد أدوات ذكية، بل صارت قابلة للتكيف ومتنقلة، وحتى أنّ البعض منها لديه ما يمكن أن تسمّيه بالشخصية.
لنأخذ، على سبيل المثال، بالي Ballie من شركة سامسونغ. إنه مفهوم جديد للمساعد الشخصي الشبيه بالكرة والذي كشفت عنه الشركة في المعرض CES. وتصف الشركة بالي بأنه مساعد يتلقى الطلبات عبر الصوت ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪أبرز ما احتواه أكبر معرض تكنولوجي في العالم
نذ إطلاقه أول مرة في عام 1967، قدم المعرض CES لمحة عن المستقبل. ففي عام 2001 كشف بيل غيتس Bill Gates النقابَ عن نظام تشغيل ألعاب الفيديو الجديد إكس بوكس Xbox من مايكروسوفت Microsoft وفي عام 2003 كانت أقراص Blu-ray DVD هي الاختراع الثاني المهم، على الرغم من أنها لم تنتشر لاحقاً. وفي عام 2013، كُشِفَ عن Oculus Rift لأول مرة للصحافيين في زاوية صغيرة من قاعات العرض المترامية الأطراف.
وهذه المرة هيمنت أجهزة التلفاز على أحدث الإلكترونيات في ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪حرائق الغابات الأسترالية: هل هناك ما يمكن فعله لوقف احتراق العالم؟
يل ماكغويرBill McGuire أستاذ فخري متخصص بالمخاطر الجيوفيزيائية والمناخية في يونيفرسيتي كوليدج لندن UCL، وهو مدير مشارك لمعهد الطقس الجديد New Weather Institute ومناصر لحركة علماء من أجل المسؤولية العالمية Scientists for Global Responsibility. سينشر فيلمه البيئي Skyseed في وقت لاحق من عام 2020.
على كوكبنا الذي تزداد حرارته، فإن حرائق الغابات حاليّاً هي واحدة من أكثر الكوارث الطبيعية المرعبة والمكلفة من بين جميع الكوارث الطبيعية الأخرى. من ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪المكملات الغذائية... ضرورة صحية أم ترف عصري
. أمجد قاسم
يحرص كثير من الناس على تناول مجموعة من المكملات الغذائية التي تعرف باسم المضافات التغذوية Nutritive Additives مع وجباتهم الغذائية، من أجل التمتع بصحة جيدة والعيش طويلاً، وتحصين أجسادهم قبل مواجهة الأمراض المختلفة. وتسوق كثير من الشركات العالمية لفوائد هذه المكملات في حملات دعائية، فتحيطها بهالة سحرية وتكسبها بعض الصفات المبالغ فيها في كثير من الأحيان. فأين تكمن الحقيقة؟ وهل تناول المكملات الغذائية على اختلاف أنواعها أمر صحي ... (قراءة المقال)
كيف تعمل الآشياء
‫‪كيف تعمل التكنولوجيا
المؤلف: DK ■ الناشر: DK ■ السعر: 16.99 جنيه إسترليني نحو 22 دولاراً ■ تاريخ الإصدار: صدر فعليّاً
لأنه موضوع قريبٌ جداً من قلوبنا هنا في مجلة كيف تعمل الأشياء، يأخذنا كتاب «كيف تعمل التكنولوجيا» في جولة عبر طرق العمل الداخلية لجميع أنواع آلات الحياة العصرية، من أمور مثل مصافي النفط وخطوط الطاقة، إلى مركبات مثل الدراجات والسيارات، إلى الآلات الأحدث مثل الدرونات ومسابير الفضاء، وكذلك التقنيات التي قد تضمن بقاءنا في المستقبل. برع الناشر ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪أواخر أربعينات العمر: هل هذا هو الوقت الأكثر تعاسة في حياتنا؟
ا هو أتعس عمر؟ تفيد دراسة حديثة أنه أواخر سنوات الأربعين. إذ يبدو أن سعادتنا تميل إلى الانخفاض في منتصف العمر هذا، قبل أن تزداد باطراد خلال الخمسينات والستينات. وقد قارن د. ديفيد بلانشفلاور David Blanchflower -أستاذ الاقتصاد في كلية دارتموث في نيو هامبشير Dartmouth College in New Hampshire، في الولايات المتحدة الأمريكية- في هذه الدراساة ملفات بيانات 109 حالة من استبيانات السعادة من جميع أنحاء العالم، وتحرى العلاقات بين السعادة والعمر لمئات ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪النظائر المشعة وفوائدها الطبية
لمهندس أمجد قاسم
ترتبط كلمة الإشعاعات لدى كثير من الناس بالأخطار والكوارث النووية، إلا أن الحقيقة تدحض بعض تلك المزاعم، فعلى الرغم من أخطار بعضها، فإن لكثير من تلك الإشعاعات دوراً مفيداً للإنسان، وقدمت خدمات جليلة على امتداد نحو قرن من الزمن. علماً أنه في كل لحظة تخترق أجسامنا آلاف الأنواع من الأشعة، ولم يعرف الإنسان ماهيتها حتى وقت قريب نسبياً، بعد أن تنبه عدد من الباحثين لها، وجرى الكشف عن أنواعها وهويتها وفوائدها وأضرارها.
الإشعاع ... (قراءة المقال)
‫‪رسم خريطة الكواكب اكتشاف العوالم الأخرى خارج كوكبنا
ن رووني الناشر: آركتورس  14.99 جنيه إسترليني مجلد غلاف فني
يقودك تصفح رحلة آن رووني المصورة عبر المجموعة الشمسية إلى إدراك أن الكواكب الأخرى خارج كوكب الأرض كانت تعرف قبل أربعة قرون على أنها مجرد نقاط ضوء بعيدة في سماء زرقاء مخملية. وخلال عدة عشرات من الأجيال تفتحت أعيننا على ما تصفه لنا الأكاديمية والكاتبة العلمية رووني ب: طريقة مختلفة للمعرفة. فلأول مرة يسعى علماء الفلك إلى أكثر من مجرد معرفة مدارات الكواكب، ويدركون أنها عوالم مجاورة ... (قراءة المقال)
كيف تعمل الآشياء
‫‪الطنين
المؤلف: ثور هانسون Thor Hanson ■ الناشر: منشورات أيكون / منشورات بيسك Icon Books / Basic Books ■ السعر: 9.99 جنيه إسترليني / 17.99 دولار؟ ■ تاريخ الإصدار: صدر فعلياً
عندما ترى شيئاً صار موضوع إحدى حلقات «دكتور هو» Doctor Who، ستعلم أنه بالغ الأهمية. رصدنا منذ سنوات انخفاض أعداد النحل، وهو أكثر من مجرد مادة للخيال العلمي. اجتذب علم النحل اهتماماً كبيرا في الآونة الأخيرة. ومع ذلك، فعلى عكس العديد من الكتب الحديثة، فكتاب الطنين لمؤلفه ثور ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪الهرمونات الجنسية  تفسر سبب إصابة الرجال أكثر بالفيروس
قلم:       ميريديث وادمان
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
في يناير ذكرت إحدى أولى النشرات العلمية عن المصابين بفيروس كورونا المستجد  Novel coronavirus في ووهان بالصين، أن ثلاثة من كل أربعة أدخلوا المستشفى كانوا ذكورًا. ومنذ ذلك الوقت أكدت بيانات من مختلف أنحاء العالم أن الرجال يواجهون خطرًا أكبر للإصابة بمرض شديد أو الوفاة، وأن الأطفال مستَثْنَوْن بشكل كبير. مؤخرًا، توصل العلماء الذين يبحثون في الكيفية التي يؤدي  الفيروس بها إلى الوفاة ... (قراءة المقال)

اظهر المزيد

مقالات ذات صلة

زر الذهاب إلى الأعلى